相互作用第二章實驗二探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系1基礎(chǔ)知識梳理2核心考點突破32年高考模擬基礎(chǔ)知識梳理一、實驗?zāi)康?1)探究彈力與___________的定量關(guān)系。(2)學(xué)會利用圖象研究兩個物理量之間的關(guān)系的方法。二、實驗原理(1)如圖所示，彈簧在下端懸掛鉤碼時會伸長，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力與______________大小相等。彈簧伸長鉤碼總重力平滑的曲線三、實驗器材除輕質(zhì)彈簧(一根)，鉤碼(一盒)，刻度尺，鐵架臺外，還需__________，__________三角板。四、實驗步驟(1)如圖所示，將鐵架臺放于桌面上(固定好)，將彈簧的一端固定于鐵架臺的橫梁上，在靠近彈簧處將刻度尺(分度值為1mm)固定于鐵架臺上，并用__________檢查刻度尺是否豎直。(2)記下彈簧下端不掛鉤碼時所對應(yīng)的刻度L0。重錘線坐標(biāo)紙重錘線(3)在彈簧下端掛上一個鉤碼，待鉤碼靜止后，記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度L1。(4)用上面方法，記下彈簧下端掛2個、3個、4個……鉤碼時，彈簧下端所對應(yīng)的刻度L2、L3、L4……并將所得數(shù)據(jù)記錄在表格中。(5)用xn＝Ln－L0計算出彈簧掛1個、2個、3個……鉤碼時彈簧的伸長量，并根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸，計算出所掛鉤碼的總重力，這個總重力就等于__________的大小，將所得數(shù)據(jù)填入表格。(6)根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，最好以__________為縱坐標(biāo)，以彈簧的__________為橫坐標(biāo)。彈力彈力F伸長量x鉤碼個數(shù)刻度伸長量x彈力F0L0＝1L1＝x1＝L1－L0F1＝2L2＝x2＝L2－L0F2＝3L3＝x3＝L3－L0F3＝????6L6＝x6＝L6－L0F6＝(7)按照圖中各點的分布與走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)。所畫的點不一定正好都在這條曲線上，但要注意使曲線兩側(cè)的點數(shù)大致相同。(8)以彈簧的伸長為自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如果不行則考慮二次函數(shù)。(9)解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義。五、誤差分析1．鉤碼標(biāo)值不準(zhǔn)確，彈簧長度測量不準(zhǔn)確帶來誤差。2．畫圖時描點及連線不準(zhǔn)確也會帶來誤差。六、注意事項1．安裝實驗裝置：要保持刻度尺豎直并靠近彈簧。2．不要超過彈性限度：實驗中彈簧下端掛的鉤碼不要太多，以免超過彈簧的彈性限度。3．盡量多測幾組數(shù)據(jù)：要使用輕質(zhì)彈簧，且要盡量多測幾組數(shù)據(jù)。4．觀察所描點的走向：不要畫折線。5．統(tǒng)一單位：記錄數(shù)據(jù)時要注意彈力及彈簧伸長量的對應(yīng)關(guān)系及單位。核心考點突破教材原型實驗鉤碼個數(shù)n/個123456指針的位置x/cm11.0013.0015.0017.0018.0018.50(1)請在圖乙中描點作圖，畫出鉤碼個數(shù)n與彈簧末端指針位置x的關(guān)系圖線。(2)已知每個鉤碼的質(zhì)量為50g，重力加速度g＝9.8m/s2。根據(jù)圖線可計算該彈簧的勁度系數(shù)k＝__________N/m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)由于彈簧自身有重量，小明在測量時沒有考慮彈簧自重，這樣導(dǎo)致勁度系數(shù)的測量值與真實值相比__________(填“偏大”“偏小”“相等”)。答案：(1)如圖所示24.5相等作圖的規(guī)則：①要在坐標(biāo)軸上標(biāo)明軸名、單位，恰當(dāng)?shù)剡x取縱軸、橫軸的標(biāo)度，并根據(jù)數(shù)據(jù)特點正確確定坐標(biāo)起點，使所作出的圖象幾乎占滿整個坐標(biāo)圖紙。若彈簧原長較長，則橫坐標(biāo)起點可以不從零開始選擇。②作圖線時，盡可能使直線通過較多坐標(biāo)描點，不在直線上的點也要盡可能對稱分布在直線的兩側(cè)(若有個別點偏離太遠(yuǎn)，則是因偶然誤差太大所致，應(yīng)舍去)。③要注意坐標(biāo)軸代表的物理量的意義，注意分析圖象的斜率、截距的意義?！差愵}演練1〕拉力太大，超過了彈簧的彈性限度1.0A[解析]

圖線向上彎曲的原因是拉力超出了彈簧的彈性限度，注意該圖象中縱坐標(biāo)為伸長量，橫坐標(biāo)為拉力，斜率的倒數(shù)為勁度系數(shù)，由此可求出kB＝1.0N/cm，由于A的勁度系數(shù)小，因此以A制成的測力計精確度較高。(2017·湖北襄陽五中模擬)在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，某同學(xué)把兩根輕質(zhì)彈簧如圖甲連接起來進(jìn)行探究。〔類題演練2〕(1)某次測量時如圖乙所示，指針示數(shù)為__________cm。(2)在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB如下表。用表中數(shù)據(jù)計算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為__________N/m(g取10m/s2)(計算結(jié)果保留小數(shù)點后兩位)。由表中數(shù)據(jù)_______(填“能”或“不能”)計算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù)。16.0012.66能鉤碼數(shù)123LA/cm15.7619.7123.66LB/cm29.9635.7641.51本實驗一般是在教材實驗原理的基礎(chǔ)上設(shè)計新情景進(jìn)行考查，因此，要在教材實驗的基礎(chǔ)上注重遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實驗的原理、方法和技巧處理新問題。實驗拓展創(chuàng)新高考考情演變求解智能化1.彈力的獲得：彈簧豎直懸掛，重物的重力作為彈簧的拉力，存在彈簧自重的影響→彈簧水平使用，重物的重力作為彈簧的拉力，消除了彈簧自重的影響。2．圖象的獲得：由坐標(biāo)紙作圖得F－x圖象→由傳感器和計算機輸入數(shù)據(jù)直接得F－x圖象。該同學(xué)取一段金屬絲水平固定在固定裝置上，將一重物掛在金屬絲的中點，其中點發(fā)生了一個微小下移h(橫截面面積的變化可忽略不計)。用螺旋測微器測得金屬絲的直徑為D；用游標(biāo)卡尺測得微小下移量為h；用米尺測得金屬絲的原長為2L；用天平測出重物的質(zhì)量m(不超量程)。用游標(biāo)卡尺測長度時如圖乙所示，圖丙是圖乙的放大圖(放大對齊刻度線附近的部分)，讀數(shù)是__________mm。8.94〔類題演練3〕(1)某同學(xué)通過以上實驗測量后把6組實驗數(shù)據(jù)描點在坐標(biāo)系圖乙中，請作出F－L圖線。(2)由此圖線可得出該彈簧的原長L0＝______cm，勁度系數(shù)k＝_______N/m。(3)試根據(jù)該同學(xué)以上的實驗情況，幫他設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。(不必填寫其實驗測得的具體數(shù)據(jù))(4)該同學(xué)實驗時，把彈簧水平放置與彈簧懸掛放置相比較，優(yōu)點在于：__________________________________；缺點在于：____________________________________________________。520可以避免彈簧自身重力對實驗的影響彈簧與刻度尺及繩子與滑輪間存在的摩擦?xí)斐蓪嶒炚`差答案：(1)見解析(3)